3 FOTOSINTĒZES POSMI UN TO RAKSTUROJUMS - BIOLOĢIJA - 2025

Ar fotosintēzes posmi var iedalīt, pamatojoties uz summu, saules gaismas augs saņem. Fotosintēze ir process, kurā augi un aļģes barojas. Šis process sastāv no gaismas pārvēršanas enerģijā, kas nepieciešama izdzīvošanai.

Atšķirībā no cilvēkiem, kuriem izdzīvošanai nepieciešami ārēji aģenti, piemēram, dzīvnieki vai augi, augi fotosintēzes ceļā var radīt savu ēdienu. To sauc par autotrofisko uzturu.

Vārdu fotosintēze veido divi vārdi: foto un sintēze. Fotoattēls nozīmē gaismas un sintēzes sajaukumu. Tāpēc šis process burtiski pārvērš gaismu pārtikā. Organismi, kas spēj sintezēt vielas, lai izveidotu pārtiku, kā arī augi, aļģes un dažas baktērijas tiek saukti par autotrofiem.

Lai veiktu fotosintēzi, ir nepieciešama gaisma, oglekļa dioksīds un ūdens. Oglekļa dioksīds no gaisa iekļūst auga lapās caur tajās esošajām porām. No otras puses, ūdeni absorbē saknes un pārvietojas, līdz tas sasniedz lapas, un gaismu absorbē lapu pigmenti.

Šajās fāzēs fotosintēzes elementi, ūdens un oglekļa dioksīds, nonāk augā, un fotosintēzes produkti, skābeklis un cukurs, atstāj augu.

Fotosintēzes fāzes / fāzes

Pirmkārt, gaismas enerģiju absorbē olbaltumvielas, kas atrodami hlorofilā. Hlorofils ir pigments, kas atrodas zaļo augu audos; fotosintēze parasti notiek lapās, īpaši audos, ko sauc par mezofilu.

Katrā mezofilo audu šūnā ir organismi, kurus sauc par hloroplastiem. Šie organismi ir paredzēti fotosintēzes veikšanai. Katrā hloroplastā ir sagrupētas struktūras, ko sauc par tireoīdiem un kas satur hlorofilu.

Šis pigments absorbē gaismu, tāpēc tas galvenokārt ir atbildīgs par pirmo mijiedarbību starp augu un gaismu.

Lapās ir mazas poras, ko sauc par stomatiem. Viņi ir atbildīgi par oglekļa dioksīda izplatīšanos mezofīlajos audos un par skābekļa nokļūšanu atmosfērā. Tādējādi fotosintēze notiek divos posmos: gaismas fāzē un tumšajā fāzē.

- Gaismas fāze

Gaismas fāze un tumšā fāze. Maulucioni, no Wikimedia Commons

Šīs reakcijas notiek tikai tad, ja ir gaisma, un tās notiek hloroplastu tireoidālajā membrānā. Šajā fāzē enerģija, kas nāk no saules gaismas, tiek pārveidota ķīmiskajā enerģijā. Šī enerģija tiks izmantota tāpat kā benzīns, lai varētu samontēt glikozes molekulas.

Pārveidošanās par ķīmisko enerģiju notiek caur diviem ķīmiskiem savienojumiem: ATP jeb molekulu, kas uzkrāj enerģiju, un NADPH, kas satur reducētus elektronus. Tieši šī procesa laikā ūdens molekulas tiek pārveidotas par skābekli, ko atrodam vidē.

Saules enerģija tiek pārveidota par ķīmisku enerģiju olbaltumvielu kompleksā, ko sauc par fotosistēmu. Ir divas fotosistēmas, abas atrodamas hloroplastā. Katrā fotosistēmā ir vairāki proteīni, kas satur molekulu un pigmentu maisījumus, piemēram, hlorofilu un karotinoīdus, lai būtu iespējama saules gaismas absorbcija.

Savukārt fotosistēmu pigmenti darbojas kā transporta līdzeklis enerģijas novirzīšanai, jo tie to pārvieto uz reakcijas centriem. Kad gaisma piesaista pigmentu, tā nodod enerģiju tuvējam pigmentam. Šis tuvumā esošais pigments var šo enerģiju pārnest arī uz citu tuvumā esošo pigmentu, un process tiek atkārtots secīgi.

Šīs gaismas fāzes sākas II fotosistēmā. Ūdens sadalīšanai tiek izmantota gaismas enerģija.

Šis process izdala elektronus, ūdeņradi un skābekli, bet ar enerģiju uzlādētie elektroni tiek transportēti uz I fotosistēmu, kur izdalās ATP. Skābekļa fotosintēzē pirmais donora elektrons ir ūdens, un radītais skābeklis būs atkritumi. Anoksigēnā fotosintēzē tiek izmantoti vairāki donoru elektroni.

Gaismas fāzē gaismas enerģija tiek uztverta un īslaicīgi glabāta ATP un NADPH ķīmiskajās molekulās. ATP tiks sadalīts, lai atbrīvotu enerģiju, un NADPH ziedos savus elektronus, lai oglekļa dioksīda molekulas pārvērstu cukuros.

- tumšā fāze

Tumšajā fāzē oglekļa dioksīds no atmosfēras tiek notverts, lai to modificētu, kad reakcijai pievieno ūdeņradi.

Tādējādi šis maisījums veidos ogļhidrātus, kurus augs izmantos kā pārtiku. To sauc par tumšo fāzi, jo gaisma tam nav tieši nepieciešama. Bet, neskatoties uz to, ka gaisma nav nepieciešama, lai šīs reakcijas notiktu, šim procesam nepieciešami ATP un NADPH, kas tiek izveidoti gaismas fāzē.

Šī fāze notiek hloroplastu stromā. Oglekļa dioksīds nokļūst lapu iekšpusē caur hloroplasta stromātu. Oglekļa atomus izmanto cukuru veidošanai. Šis process tiek veikts, pateicoties ATP un NADPH, kas izveidojās iepriekšējā reakcijā.

Tumšās fāzes reakcijas

Pirmkārt, oglekļa dioksīda molekula tiek apvienota ar oglekļa receptoru molekulu, ko sauc par RuBP, iegūstot nestabilu 6 oglekļa savienojumu.

Tūlīt šis savienojums tiek sadalīts divās oglekļa molekulās, kas saņem enerģiju no ATP un rada divas molekulas, kuras sauc par BPGA.

Tad viens elektrons no NADPH tiek apvienots ar katru no BPGA molekulām, veidojot divas G3P molekulas.

Šīs G3P molekulas tiks izmantotas glikozes radīšanai. Dažas G3P molekulas tiks izmantotas arī RuBP papildināšanai un atjaunošanai, kas nepieciešamas cikla turpināšanai.

Fotosintēzes nozīme

Fotosintēze ir svarīga, jo tā ražo pārtiku augiem un skābekli. Bez fotosintēzes nebūtu iespējams patērēt daudzus augļus un dārzeņus, kas nepieciešami cilvēka uzturā. Arī daudzi dzīvnieku patērētie dzīvnieki nevarētu izdzīvot bez barības ar augiem.

No otras puses, skābeklis, ko ražo augi, ir nepieciešams visu dzīvību uz Zemes, ieskaitot cilvēkus, lai izdzīvotu. Fotosintēze ir arī atbildīga par skābekļa un oglekļa dioksīda līmeņa stabilu uzturēšanu atmosfērā. Bez fotosintēzes dzīvība uz Zemes nebūtu iespējama.

Atsauces

1. Atveriet Stax. Fotosintēzes pārskats. (2012). Rīsa universitāte. Atgūts no: cnx.org.
2. Farabeja, Džordžija. Fotosintēze. (2007). Estrella Mountain kopienas koledža. Atgūts no: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotosintēze" (2007). Makgreiva kalna zinātnes un tehnoloģijas enciklopēdija, 10. ed. 13. sēj. Atgūts no: en.wikipedia.org.
4. Ievads fotosintēzē. (2016). KhanAkadēmija. Atgūts no: khanacademy.org.
5. "No gaismas atkarīgo reakciju procesi" (2016). NeierobežotaBioloģija. Atgūts no: borderless.com.
6. Bergs, JM, Tymoczko, JL, un Stryer, L. (2002). "Papildierīcesununerģētikasreakcijas centri" Bioķīmija. Atgūts no: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Calvin Cycle". Atgūts no: plantphys.info.
8. Fotosintēze augos. FotosintēzeIzglītība. Atgūts no: photosynthesiseducation.com.
9. "Kas varētu būt pieaudzis, ja nebūtu fotosintēzes?" Kalifornijas universitāte, Santa Barbara. Atgūts no: scienceline.ucsb.edu.